Académie royale de Médecine de Belgique

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Vidéo et résumé du Dr Eugénie Ansseau

 

ANTISENSE STRATEGIES AGAINST DUX4 AS A THERAPEUTIC APPROACH FOR FSHD 

La dystrophie facioscapulohumérale (FSHD) est l’une des dystrophies musculaires héréditaires les plus fréquentes. Son mécanisme moléculaire est complexe et implique la perte de groupes méthyles inhibiteurs liés à l’ADN, et l’activation de gènes de la région chromosomique 4q35.  Cette région contient une série d’éléments répétés de 3.300 paires de bases nommés D4Z4, longtemps discrédités comme « ADN poubelle », sans fonction. L’équipe du Professeur A. Belayew a identifié le gène DUX4 dans l’élément D4Z4 : ce gène a longtemps été considéré comme un pseudogène jusqu’à ce que pendant ma thèse dans ce laboratoire, je démontre son expression dans des cellules de muscle FSHD en culture (myoblastes).  J’ai montré que l’ARN messager (ARNm) de DUX4 que je détectais, ne provenait que du dernier élément D4Z4 et se prolongeait par transcription de l’ADN voisin où se trouvait un signal poly-A. Ce signal de fin de gène  cause l’addition d’une série de A (queue polyA) qui stabilise l’ARN messager, ce qui permet la synthèse de la protéine qu’il code. La protéine DUX4 est un facteur de transcription exprimé très faiblement dans le muscle sain et induit dans la FSHD, où il initie une cascade de dérégulation de gènes causant des défauts de différenciation, une fonte musculaire (atrophie) et un stress oxydatif, caractéristiques de la pathologie.

Notre hypothèse sur le rôle de DUX4 dans la pathogenèse de la FSHD est maintenant soutenue par une dizaine de laboratoires internationaux. Nous proposons de supprimer l’expression de DUX4 comme thérapie de la FSHD. En collaboration avec le Prof. S. Wilton (Murdoch University, Western Australia), Céline Vanderplanck (doctorante) et d’autres chercheurs de l’équipe du Prof. A. Belayew, j’ai contribué à développer des oligomères antisens (AO) ciblant l’ARNm de DUX4 et qui, dans des myoblastes en culture, inhibent l’expression de la protéine DUX4 et ses effets toxiques sur le muscle comme l’atrophie.

La prochaine étape pour développer cette thérapie est de tester nos AOs in vivo. A ce jour, aucun modèle de souris FSHD montrant une myopathie n’a été publié, mais notre collaborateur le Prof. S. Harper (Nationwide Children’s Hospital, Colombus, Ohio, USA) a établi un modèle de souris développant une myopathie après injection d’un virus AAV.DUX4 dans le muscle. Au cours d’un bref séjour dans son laboratoire  j’ai pu dans une première expérience tester nos meilleurs AOs sur ce modèle et montrer qu’ils diminuaient fortement la quantité d’ARNm de DUX4 in vivo, suggérant que nos excellents résultats en culture de cellules pourraient être transposés aux muscles de souris. Les buts du présent projet sont : (1) étudier en détail l’efficacité de nos meilleurs AOs ciblant l’ARNm de DUX4 in vivo chez la souris; (2) réaliser une étude pré-clinique de toxicité à court et long terme de ces AOs après administration intramusculaire ou intraveineuse chez la souris.